WO2026019031A1 - 버너 및 이를 포함하는 전기로 - Google Patents

버너 및 이를 포함하는 전기로

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WO2026019031A1
WO2026019031A1 PCT/KR2025/006281 KR2025006281W WO2026019031A1 WO 2026019031 A1 WO2026019031 A1 WO 2026019031A1 KR 2025006281 W KR2025006281 W KR 2025006281W WO 2026019031 A1 WO2026019031 A1 WO 2026019031A1
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cylinder
gas
burner
extension
gas supply
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PCT/KR2025/006281
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김균태
김종덕
조종오
신대훈
이재민
신명철
박영주
엄준용
이재랑
이상혁
신승환
김영철
안정우
김예림
최병권
김용희
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Hyundai Steel Co
Original Assignee
Hyundai Steel Co
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    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/52—Manufacture of steel in electric furnaces
    • C21C5/5211—Manufacture of steel in electric furnaces in an alternating current [AC] electric arc furnace
    • C21C5/5217—Manufacture of steel in electric furnaces in an alternating current [AC] electric arc furnace equipped with burners or devices for injecting gas, i.e. oxygen, or pulverulent materials into the furnace
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
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    • C21C5/52—Manufacture of steel in electric furnaces
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    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
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    • F23D14/22—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone with separate air and gas feed ducts, e.g. with ducts running parallel or crossing each other
    • F23D14/24—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone with separate air and gas feed ducts, e.g. with ducts running parallel or crossing each other at least one of the fluids being submitted to a swirling motion
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    • F23D14/62—Mixing devices; Mixing tubes
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    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B3/00—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Electric arc furnaces ; Tank furnaces
    • F27B3/08—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Electric arc furnaces ; Tank furnaces heated electrically, with or without any other source of heat
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
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    • F23D2900/00—Special features of, or arrangements for burners using fluid fuels or solid fuels suspended in a carrier gas
    • F23D2900/14—Special features of gas burners
    • F23D2900/14021—Premixing burners with swirling or vortices creating means for fuel or air

Definitions

  • the present invention relates to a burner and an electric furnace including the same.
  • burners can be damaged during the process due to backfire or infiltration by steelmaking slag.
  • burner components were firmly secured using welding or other methods, so even if a portion of the burner was damaged, the entire burner had to be replaced.
  • the purpose is to provide a burner and an electric furnace including the same, in which parts are easy to replace and the cost of replacing parts when damaged is minimized.
  • a burner includes a first cylinder extending in a first direction, a second cylinder extending in the first direction and formed on the outside of the first cylinder and protruding from the first cylinder in the first direction, a first gas supply unit supplying a first gas to the inside of the first cylinder, a second gas supply unit supplying a second gas to the outside of the first cylinder and the inside of the second cylinder, a cylinder extension unit coupled to the front of the first cylinder and protruding from the second cylinder in the first direction, and a mixing unit coupled to the front of the second cylinder and having a through hole defined therein, wherein one end of the cylinder extension unit is disposed on the through hole of the mixing unit.
  • a second fastening member may be further included, which is disposed between the second cylinder and the mixing unit and connects the second cylinder and the mixing unit.
  • At least a portion of the second pivot member may be disposed inside the mixing section.
  • one side of the cylinder extension may be disposed in the first portion, and one end of the cylinder extension may be disposed at a boundary between the first portion and the second portion.
  • a sixth fastening member may be further included, which is arranged between the second gas supply member and the second cylinder and connects the second gas supply member and the second cylinder.
  • a flow stabilization member may be further included to be disposed on the second euro and stabilize the flow of the second gas.
  • an electric furnace includes a melting furnace and a burner coupled to the melting furnace, wherein the burner includes a first cylinder extending in a first direction, a second cylinder extending in the first direction and formed on the outside of the first cylinder and protruding from the first cylinder in the first direction, a first gas supply unit supplying a first gas to the inside of the first cylinder, a second gas supply unit supplying a second gas to the outside of the first cylinder and the inside of the second cylinder, a cylinder extension unit coupled to the front of the first cylinder and protruding from the second cylinder in the first direction, and a mixing unit coupled to the front of the second cylinder and having a through hole defined therein, wherein one end of the cylinder extension unit is disposed on the through hole of the mixing unit.
  • the device may further include a first fastening member disposed between the first cylinder and the cylinder extension to couple the first cylinder and the cylinder extension.
  • a second fastening member may be further included, which is disposed between the second cylinder and the mixing unit and connects the second cylinder and the mixing unit.
  • the burner may further include a first flow path defined by an inner surface of the first cylinder and a cylinder extension to provide a path through which the first gas can flow, and a second flow path defined by an outer surface of the first cylinder, an inner surface of the second cylinder, an outer surface of the cylinder extension, and an inner surface of the mixing portion to provide a path through which the second gas can flow, and a first turning member disposed on the first flow path and a second turning member disposed on the second flow path.
  • At least a portion of the first pivot member may be disposed inside the cylinder extension.
  • At least a portion of the second pivot member may be disposed inside the mixing section.
  • the through hole may include a first portion whose cross-sectional size decreases as it goes in the first direction, and a second portion extending from the first portion and whose cross-sectional size increases as it goes in the first direction.
  • a burner and an electric furnace including the same can be provided, in which parts can be easily replaced and replacement costs can be minimized when parts are damaged.
  • FIG. 1 is a drawing showing a cross-section of an electric furnace according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing an assembled burner according to one embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is an exploded perspective view of a burner according to one embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a cross-sectional view taken along line A-A′ in Figure 2.
  • Figure 5 is an exploded perspective view of a cylinder extension and a first pivot member according to one embodiment of the present invention.
  • Figure 6 is an exploded perspective view of a burner according to one embodiment of the present invention.
  • Figure 7 is an exploded perspective view of a burner according to one embodiment of the present invention.
  • Figure 8 is a cross-sectional view of a burner according to one embodiment of the present invention.
  • a component or region, layer, portion, etc.
  • a component or region, layer, portion, etc.
  • it means that it can be directly disposed/connected/coupled to the other component, or a third component may be disposed between them.
  • first and second may be used to describe various components, these components should not be limited by these terms. These terms are used solely to distinguish one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, a first component may be referred to as a "second component,” and similarly, a second component may also be referred to as a "first component.” Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.
  • FIG. 1 is a drawing showing a cross-section of an electric furnace according to one embodiment of the present invention.
  • an electric furnace (1000) can accommodate a raw material (M) therein and heat and melt the raw material (M) using electric energy.
  • the raw material (M) can be composed of at least one selected from the group consisting of metals, alloys, direct reduced iron (DRI), ore-based materials (OBM's), and low-grain scrap.
  • the electric furnace (1000) may include a melting furnace (100), an AC electrode member (200), and a burner (300).
  • the melting furnace (100) may include a receiving member (110) and a cover member (120).
  • the receiving member (110) receives a raw material (M), and the received raw material (M) may be heated within the receiving member (110).
  • the receiving member (110) may be formed of a heat-resistant, fire-resistant metal material so as not to be damaged even in a high-temperature environment.
  • the receiving member (110) may be provided with an opening (111) that allows the raw material (M) to be loaded into the receiving member (110).
  • Figure 1 illustrates a case where a raw material (M) is accommodated within a receiving member (110).
  • the raw material (M) can be accommodated within the receiving member (110).
  • molten steel can be produced, and slag can be formed on top of the molten steel.
  • the cover member (120) opens and closes the opening (111).
  • the cover member (120) is positioned on the upper side of the receiving member (110) and may be provided in a shape that covers the opening (111).
  • the cover member (120) may be formed of a heat-resistant, fire-resistant metal material so as not to be damaged even in a high-temperature environment.
  • the cover member (120) may be formed of the same material as the receiving member (110), but is not limited thereto.
  • the AC electrode member (200) may be placed on the upper part of the electric furnace (1000).
  • the AC electrode member (200) may be provided on the cover member (120).
  • One side of the AC electrode member (200) may be placed on the outside of the melting furnace (100), and the other side may be placed on the inside of the melting furnace (100).
  • the AC electrode member (200) can apply electrical energy to the raw material (M) loaded in the receiving member (110). Through the electrical energy applied by the AC electrode member (200), the raw material (M) in the receiving member (110) can be melted.
  • the AC electrode member (200) can melt the charged raw material (M) by causing an arc to be generated between the AC electrode member (200) and the charged raw material (M).
  • the AC electrode member (200) may include a first AC electrode rod (210), a second AC electrode rod (220), and a third AC electrode rod (230). Through the first AC electrode rod (210), the second AC electrode rod (220), and the third AC electrode rod (230), a three-phase AC current may be applied to the AC electrode member (200).
  • Each of the first AC electrode rod (210), the second AC electrode rod (220), and the third AC electrode rod (230) can be connected to a power source (not shown) that supplies electric energy so that three-phase AC can be provided.
  • the burner (300) can assist in the melting of the raw material (M) by supplying a flame into the electric furnace by blowing in fuel and an oxidizer.
  • the melting time of the raw material (M) can be shortened not only by the heat generated by the fixed AC electrode member (200) but also by the flame supplied by the burner (300).
  • the raw material (M) located in an area where the heat generated by the AC electrode member (200) cannot reach can be preheated and melted by the burner (300), so that the overall melting time of the raw material (M) can be shortened.
  • Fig. 2 is a perspective view showing an assembled burner according to one embodiment of the present invention.
  • Fig. 3 is an exploded perspective view of a burner according to one embodiment of the present invention.
  • Fig. 4 is a cross-sectional view taken along line A-A′ in Fig. 2.
  • Fig. 5 is an exploded perspective view of a cylinder extension and a first turning member according to one embodiment of the present invention. In Fig. 5, for convenience of explanation, the remaining components except for the cylinder extension and the first turning member are omitted.
  • the burner (300) may include a first cylinder (310), a second cylinder (320), a first gas supply unit (330), a second gas supply unit (340), a cylinder extension unit (350), a mixing unit (360), a first turning member (370), and a second turning member (380).
  • the first cylinder (310) and the second cylinder (320) can extend in the first direction (DR1).
  • the first cylinder (310) and the second cylinder (320) have a hollow interior, so as to provide a path through which the first gas (1) and the second gas (2) flow.
  • first cylinder (310) and the second cylinder (320) are described as having a cylindrical shape with a hollow interior, but are not limited thereto, and any shape may be used as long as it can provide a path through which the first gas (1) and the second gas (2) flow.
  • the first gas (1) may include an oxidizer.
  • the first gas (1) may include oxygen (O2) gas, but is not limited thereto.
  • the second gas (2) may include fuel.
  • the second gas (2) may include at least one selected from natural gas (LNG, Liquefied natural gas), hydrogen gas (H 2 ), coke oven gas (COG), and ammonia (NH 3 ) gas, but is not limited thereto.
  • the first gas (1) and the second gas (2) can flow through separate paths.
  • the first cylinder (310) can be placed inside the second cylinder (320). That is, the second cylinder (320) can be formed on the outside of the first cylinder (310).
  • the first cylinder (310) and the second cylinder (320) are described as having the same central axis (AX), but are not limited thereto.
  • the first gas (1) can flow inside the first cylinder (310)
  • the second gas (2) can flow between the outer surface of the first cylinder (310) and the inner surface of the second cylinder (320).
  • first gas (1) and the second gas (2) flow through separate paths, it is possible to suppress or prevent the first gas (1) and the second gas (2) from being mixed and combusted first inside the first cylinder (310) or the second cylinder (320) rather than at the designed mixing point.
  • the second cylinder (320) may protrude in the first direction (DR1) more than the first cylinder (310).
  • the first turning member (370) and the second turning member (380) may be positioned to overlap each other. A detailed description thereof will be provided later.
  • the first gas supply unit (330) may be connected at one end to the first cylinder (310).
  • the first cylinder (310) may receive the first gas (1) through the first gas supply unit (330).
  • the received first gas (1) may flow within the first cylinder (310) along the first direction (DR1).
  • the first gas supply unit (330) may be positioned at the rear of the first cylinder (310) based on the first direction (DR1).
  • the first gas supply unit (330) may be positioned at the rear end of the first cylinder (310) and coupled with the first cylinder (310).
  • this is not limited thereto, and any unit capable of supplying the first gas (1) into the interior of the first cylinder (310) may be used.
  • the first gas (1) can flow more smoothly in the first direction (DR1) in the first cylinder (310).
  • the second gas supply unit (340) may be connected at one end to the second cylinder (320).
  • the second cylinder (320) may receive the second gas (2) through the second gas supply unit (340).
  • the received second gas (2) may flow within the second cylinder (320) along the first direction (DR1).
  • the second gas supply unit (340) may be positioned at the rear of the second cylinder (320) with respect to the first direction (DR1).
  • the second cylinder (320) may have a through hole (HTH) defined in a side wall positioned at the rear with respect to the first direction (DR1), so that the second cylinder (320) may be supplied with the second gas (2) from the second gas supply unit (340) through the through hole (HTH).
  • the arrangement of the first gas supply unit (330) and the second gas supply unit (340) can be made easier.
  • a plurality of through holes may be formed.
  • the second cylinder (320) may be supplied with the second gas (2) through a plurality of second gas supply units (340).
  • the second gas (2) can be supplied more smoothly to the second cylinder (320) while being placed so as not to overlap with the additional component.
  • the cylinder extension (350) can be arranged in front of the first cylinder (310), i.e., in the first direction (DR1), and coupled with the first cylinder (310).
  • the cylinder extension (350) can receive the first gas (1) from the first cylinder (310).
  • the cylinder extension (350) can provide a path through which the first gas (1) is discharged to the mixing unit (360).
  • the cylinder extension (350) can protrude in the first direction (DR1) more than the second cylinder (320).
  • the first gas (1) discharged from the cylinder extension (350) and the second gas (2) gathered in the direction of the central axis (AX) by the first part (362) of the mixing unit (360) can be smoothly mixed inside the mixing unit (360). A detailed description of this will be provided later.
  • the first cylinder (310) and the cylinder extension (350) may constitute a first flow path (10). That is, the first flow path (10) may be defined by the inner circumferential surfaces of the first cylinder (310) and the cylinder extension (350). The first flow path (10) may provide a path through which the first gas (1) flows.
  • the cylinder extension (350) may include a first fastening portion (351).
  • the first fastening portion (351) may be positioned at an end of the cylinder extension (350) and may be coupled with the first cylinder (310).
  • a first fastening part (351) is arranged between the first cylinder (310) and the cylinder extension part (350), so that the first cylinder (310) and the cylinder extension part (350) can be coupled through the first fastening part (351).
  • the first cylinder (310) and the cylinder extension (350) can be combined in a separable structure. That is, the first fastening portion (351) that combines the first cylinder (310) and the cylinder extension (350) can have a structure that is easy to combine and separate.
  • the first fastening portion (351) may connect the first cylinder (310) and the cylinder extension (350) in a set screw manner.
  • the first fastening portion (351) may include a headless bolt to bolt-connect the first cylinder (310) and the cylinder extension (350).
  • the first fastening part (351) When the first fastening part (351) connects the first cylinder (310) and the cylinder extension part (350) in a set screw manner, the first fastening part (351) can minimize the influence on the first gas (1) flowing inside the first flow path (10) and the second gas (2) flowing outside the first cylinder (310) and the cylinder extension part (350).
  • the formation of uneven portions on the outer or inner surface of the first cylinder (310) and the cylinder extension (350) can be minimized, thereby suppressing or preventing fluctuations in the flow of the first gas (1) and the second gas (2).
  • the mixing unit (360) may be coupled to the front of the second cylinder (320) with respect to the first direction (DR1) so that a through hole (H) may be defined.
  • the mixing unit (360) can receive the second gas (2) from the second cylinder (320) and provide a space in which the second gas (2) flows inside.
  • the mixing portion (360) may protrude in the first direction (DR1) more than the cylinder extension portion (350). That is, one end of the cylinder extension portion (350) may be placed on the through hole (H) of the mixing portion (360).
  • a combustion flame can be formed inside the mixing unit (360) by the mixed first gas (1) and second gas (2).
  • the formed combustion flame can be sprayed to the outside of the burner (300) through the through hole (H).
  • the mixing unit (360) may include a second fastening unit (361).
  • the second fastening unit (361) may be positioned at an end of the mixing unit (360) and coupled with the second cylinder (320).
  • a second fastening part (361) is placed between the second cylinder (320) and the mixing part (360), so that the second cylinder (320) and the mixing part (360) can be coupled through the second fastening part (361).
  • the second cylinder (320) and the mixing unit (360) can be combined in a separable structure. That is, the second fastening unit (361) that combines the second cylinder (320) and the mixing unit (360) can have a structure that is easy to combine and separate.
  • the second fastening portion (361) can connect the second cylinder (320) and the mixing portion (360) in a flange manner.
  • the second cylinder (320) includes a flange portion (321)
  • the mixing portion (360) includes a second fastening portion (361) in a flange shape, so that the second cylinder (320) and the mixing portion (360) can be connected through the connection of the flange portion (321) and the second fastening portion (361).
  • the influence of the second fastening part (361) on the flow of the second gas (2) flowing inside the second cylinder (320) and the mixing part (360) can be minimized.
  • the second fastening unit (361) may be of a different type.
  • the mixing unit (360) may include a first portion (362) whose cross-section size decreases as it goes in the first direction (DR1) and a second portion (363) whose cross-section increases as it goes in the first direction (DR1).
  • the cross-section is based on a plane perpendicular to the first direction (DR1).
  • the first portion (362) may be positioned in front of the second fastening portion (361) with respect to the first direction (DR1). That is, the first portion (362) may extend from the second fastening portion (361).
  • a portion of the kinetic energy of the second gas (2) supplied from the second cylinder (320) flowing in the first direction (DR1) by the first portion (362) having a decreasing inner diameter can be converted to the second direction (DR2) toward the central axis (AX).
  • the second gas (2) can be gathered toward the center of the mixing section (360) as it flows in the first direction (DR1) by the first part (362).
  • the first gas (1) discharged from the cylinder extension (350) and the second gas (2) flowing along the first part (362) are mixed at the central axis (AX) of the mixing section (360), so that a combustion flame can be formed.
  • the second part (363) may be positioned in front of the first part (362) with respect to the first direction (DR1). That is, the second part (363) may extend from the first part (362).
  • the combustion flame formed in the first part (362) can spread widely along the side wall of the second part (363), thereby increasing the width of the emitted combustion flame.
  • one end of the cylinder extension (350) may be placed at the boundary between the first part (362) and the second part (363).
  • first gas (1) and the second gas (2) are gathered at the central axis (AX) of the mixing portion (360) through the first part (362), so that a combustion flame can be formed from the boundary surface between the first part (362) and the second part (363), and the width of the combustion flame formed through the second part (363) can increase.
  • the first pivot member (370) may be disposed on the first flow path (10). Specifically, at least a portion of the first pivot member (370) may be disposed inside the cylinder extension (350). That is, the front of the first pivot member (370) may be located forward of the first fastening portion (351) based on the first direction (DR1).
  • first pivot member (370) When the first pivot member (370) is positioned forward of the first fastening member (351), it may be easier to separate the first pivot member (370) from the first filament (10) separated through the first fastening member (351).
  • the first pivot member (370) may include a third fastening member (371) as illustrated in FIG. 3.
  • the third fastening member (371) may connect the first pivot member (370) to the first cylinder (310) or cylinder extension (350).
  • the first pivot member (370) can be fixedly placed inside the first euro (10).
  • the third fastening member (371) can be used to connect the cylinder extension member (350) and the first pivot member (370) in the same manner as the first fastening member (351) using a set screw.
  • this is not limited thereto, and the first pivot member (370) can be fixed to the inside of the first flow path (10) through a fitting or a catch portion, etc.
  • the cylinder extension (350) may include a recessed portion (352) that is recessed from the inner surface of the cylinder extension (350) toward the outer surface and extends in the first direction (DR1).
  • the recessed portion (352) can provide a path for the first pivot member (370) to move in the first direction (DR1).
  • the first pivot member (370) may include a guide portion (372) as shown in Fig. 5.
  • the guide portion (372) may protrude from the outer surface of the first pivot member (370) and extend in the first direction (DR1), and may be arranged to face the recessed portion.
  • the first pivot member (370) can move smoothly in the first direction (DR1).
  • the first pivot member (370) may include a plurality of first pivot blades (373).
  • the first pivot blades (373) may generate a pivotal flow in the first gas (1) through rotation.
  • the first turning member (370) As the first gas (1) passes through the first turning member (370), a turning force can be imparted. Accordingly, a turning flow can occur in the first gas (1).
  • the first gas (1) swirls and flows through the first swirl member (370), so that the first gas (1) and the second gas (2) can be mixed more smoothly. Accordingly, the combustion flame formed in the mixing unit (360) can be suppressed or prevented from being incompletely combusted.
  • the second pivot member (380) may be positioned inside the second flow path (20). Specifically, at least a portion of the second pivot member (380) may be positioned inside the mixing unit (360). That is, the front of the second pivot member (380) may be positioned ahead of the second fastening unit (361) with respect to the first direction (DR1).
  • the second pivot member (380) may include a fourth fastening member (381) as illustrated in FIG. 3.
  • the fourth fastening member (381) may connect the second pivot member (380) to the second cylinder (320) or the mixing member (360).
  • the second pivot member (380) can be fixedly placed inside the second euro (20).
  • the fourth fastening part (381) can connect the mixing part (360) and the second turning member (380) in the same way as the first fastening part (351) and the third fastening part (371) by using a set screw method.
  • the second pivot member (380) may be fixed inside the second euro (20) through a fitting or a catch portion, etc.
  • the second pivot member (380) may include a plurality of second pivot blades (382).
  • the second pivot blades (382) may generate a pivotal flow in the second gas (2) through rotation.
  • the second gas (2) swirls and flows through the second swirl member (380), so that the first gas (1) and the second gas (2) can be mixed more smoothly. Accordingly, the combustion flame formed in the mixing unit (360) can be suppressed or prevented from being incompletely combusted.
  • one end of the second pivot member (380) can be fixed to the boundary between the second fastening portion (361) and the first portion (362).
  • a recessed portion that is sunken from the inner surface of the mixing portion (360) toward the outer surface and extends in the first direction (DR1) and a guide portion that protrudes from the outer surface of the second turning member (380) and extends in the first direction (DR1).
  • the burner (300) includes a first turning member (370) and a second turning member (380), so that not only is mixing of the first gas (1) and the second gas (2) performed smoothly, but also the first fastening member (351), the second fastening member (361), the third fastening member (371), and the fourth fastening member (381) can facilitate coupling and separation between burner (300) components.
  • the replacement cost can be minimized by selectively replacing at least one of the mixing unit (360), the first turning member (370), and the second turning member (380).
  • Figure 6 is an exploded perspective view of a burner according to one embodiment of the present invention.
  • a burner (300_1) according to one embodiment of the present invention is different from the embodiments of FIGS. 1 to 5 in that it further includes a fifth fastening portion (331_1) and a sixth fastening portion (341_1).
  • the first gas supply unit (330_1) may include a fifth fastening unit (331_1).
  • the fifth fastening unit (331_1) may be positioned between the first cylinder (310_1) and the first gas supply unit (330_1), thereby connecting the first cylinder (310_1) and the first gas supply unit (330_1). That is, the first gas supply unit (330_1) may be connected to the first cylinder (310_1) through the fifth fastening unit (331_1).
  • the first cylinder (310_1) and the first gas supply unit (330_1) can be combined in a separable structure. That is, the fifth fastening unit (331_1) that combines the first cylinder (310_1) and the first gas supply unit (330_1) can have a structure that is easy to combine and separate.
  • the fifth fastening portion (331_1) can connect the first cylinder (310_1) and the first gas supply portion (330_1) in a flange manner.
  • the end of the side wall of the first cylinder (310_1) includes a first screw thread portion (311_1)
  • the first gas supply portion (330_1) includes a fifth fastening portion (331_1) in a flange shape, so that the first cylinder (310_1) and the first gas supply portion (330_1) can be connected through the connection of the first screw thread portion (311_1) and the fifth fastening portion (331_1).
  • the fifth fastening part (331_1) connects the first cylinder (310_1) and the first gas supply part (330_1) in a flange manner, the influence of the fifth fastening part (331_1) on the flow of the first gas (1) flowing inside the first cylinder (310) can be minimized.
  • the fifth fastening unit may be of a different type.
  • the second gas supply unit (340_1) may include a sixth fastening unit (341_1).
  • the sixth fastening unit (341_1) may be positioned between the second cylinder (320_1) and the second gas supply unit (340_1), thereby connecting the second cylinder (320_1) and the second gas supply unit (340_1). That is, the second gas supply unit (340_1) may be connected to the second cylinder (320_1) via the sixth fastening unit (341_1).
  • the second cylinder (320_1) and the second gas supply unit (340_1) can be combined in a separable structure. That is, the sixth fastening unit (341_1) that combines the second cylinder (320_1) and the second gas supply unit (340_1) can have a structure that is easy to combine and separate.
  • the sixth fastening portion (341_1) can be used to connect the second cylinder (320_1) and the second gas supply portion (340_1) in a flange manner.
  • the second cylinder (320_1) includes a second screw thread portion (322_1) on the side wall
  • the second gas supply portion (340_1) includes a sixth fastening portion (341_1) in the shape of a flange, so that the second cylinder (320_1) and the second gas supply portion (340_1) can be connected through the connection of the second screw thread portion (322_1) and the sixth fastening portion (341_1).
  • the sixth fastening part (341_1) connects the second cylinder (320_1) and the second gas supply part (340_1) in a flange manner, the influence of the sixth fastening part (341_1) on the flow of the second gas (2) flowing inside the second cylinder (320) can be minimized.
  • the second cylinder (320_1) and the second gas supply unit (340_1) have a structure that can be combined and separated.
  • the first cylinder (310_1) is coupled to the first gas supply unit (330_1) through the fifth fastening unit (331_1)
  • the second cylinder (320_1) is coupled to the second gas supply unit (340_1) through the sixth fastening unit (341_1), thereby making it easier to replace the burner (300_1) components.
  • Fig. 7 is an exploded perspective view of a burner according to one embodiment of the present invention.
  • Fig. 8 is a cross-sectional view of a burner according to one embodiment of the present invention.
  • a burner (300_2) according to one embodiment of the present invention is different from the embodiments of FIGS. 1 to 6 in that it further includes a flow stabilization member (390_2).
  • the flow stabilization member (390_2) may be placed on the second flow path (20). Specifically, the flow stabilization member (390_2) may be placed in an area defined by the outer circumferential surface of the first cylinder (310) and the inner circumferential surface of the second cylinder (320).
  • the fluid stabilization member (390_2) may include a plurality of holes (391_2).
  • a plurality of holes (391_2) For example, as illustrated in FIG. 8, circular holes may be arranged in a circular pattern, but the present invention is not limited thereto.
  • the fluid stabilization member (390_2) includes a plurality of holes (391_2), the second gas (2) flowing in the second flow path (20) can flow more smoothly in the first direction (DR1).
  • the second gas (2) provided to the second flow path (20) may flow irregularly.
  • the burner (300_2) includes a flow stabilization member (390_2), only the second gas (2) having a flow in the first direction (DR1) can selectively pass through.
  • the second gas (2) is stably supplied to the mixing unit (360) through the fluid stabilization member (390_2), thereby suppressing or preventing the unstable formation of a combustion flame in the mixing unit (360).

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Abstract

본 발명에 따른 버너는 제1 방향으로 연장하는 제1 실린더, 상기 제1 방향으로 연장하고, 상기 제1 실린더의 외측에 형성되어 상기 제1 방향으로 상기 제1 실린더보다 돌출된 제2 실린더, 상기 제1 실린더의 내부에 제1 가스를 공급하는 제1 가스공급부, 상기 제1 실린더의 외부 및 제2 실린더의 내부에 제2 가스를 공급하는 제2 가스공급부, 상기 제1 실린더의 전방에 결합되어 상기 제1 방향으로 상기 제2 실린더보다 돌출된 실린더 연장부 및 상기 제2 실린더의 전방에 결합되고, 관통홀이 정의된 혼합부를 포함하되, 상기 실린더 연장부의 일단은 상기 혼합부의 상기 관통홀 상에 배치된다.

Description

버너 및 이를 포함하는 전기로
본 발명은 버너 및 이를 포함하는 전기로에 관한 것이다.
일반적으로 제철 산업의 철강 소재 생산 공정은 크게 광석을 주원료로 사용하는 고로-전로 생산 체계와, 생산된 철강소재를 활용하여 제품화한 후 회수/재활용되는 스크랩(Scrap)을 주원료로 사용하는 전기로 생산 체계로 구분할 수 있다.
그리고 최근에는 탄소 중립이 세계적인 이슈가 됨에 따라, 고로 공정에 비해 CO2 발생량이 ≤10% 수준인 전기로 공정이 미래 철강생산의 대안으로 부각되고 있다.
일반적인 전기로 제강 공정은 액상의 주원료를 공급받아 산소를 취입 및 산화 정련하는 전로와는 달리 고체의 원료(스크랩)를 고전압 및 고전류로 인가한 전극에서 발생하는 고열의 아크열을 이용하는 것으로서, 전극간의 상호 간섭으로 인해 아크 편향이 발생하여 로내 콜드 스팟(Cold Spot)이 생성된다.
이러한 콜드 스팟에 적용되는 LNG 버너는, 고체 원료(스크랩)의 용융 공정에 적용되어 전기 에너지를 보조하여 전체적으로 로에 균일한 에너지가 공급되도록 조절하는 역할을 할 수 있다.
이러한, 버너에 의해서 공급된 에너지는 투사 지점, 즉 콜드 스팟(Cold Spot)에서 상대적으로 적게 전달되는 전기 에너지를 보충하여 스크랩 용융을 촉진시키고, 노즐 근접부에서는 일부 직접 용융할 수 있다.
한편, 버너의 경우 공정 시 연소 화염의 역화(Backfire)나 제강 슬래그(Slag)의 침투 등으로 인하여 파손이 발생할 수 있다. 종래에는 버너의 부품을 용접 등의 방법으로 견고하게 고정하기 때문에 버너의 일부가 파손되어도 버너 전체를 교체해야 한다는 문제점이 있다.
이에 따라, 내부에 산소와 연료가 예혼합될 수 있으면서 버너의 파손 시 교체 비용을 최소화할 수 있는 버너의 개발이 필요한 실정이다.
한편, 버너의 경우 내부에서 유동하는 유체의 흐름을 제어하기 위해 스월러(swirler)와 같은 선회부재가 사용된다.
일반적으로 스월러는 복수 개의 회전 블레이드(blade)를 포함하여, 유체의 유동에 의해 회전 블레이드가 회전하는 구조를 갖게 된다.
전술한 회전 블레이드는 회전축에 고정되기 때문에, 스월러가 일단 배치되면 교체가 어려우며 배치된 스월러를 통해 유속의 흐름을 추가적으로 변경하는 것은 어렵다는 문제점이 있다.
이에 따라, 스월러와 같은 선회부재의 교체가 용이한 버너의 개발 또한 필요한 실정이다.
상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 부품의 교체가 용이하며 부품의 파손 시 교체 비용을 최소화할 수 있는 버너 및 이를 포함하는 전기로를 제공하는 것에 그 목적이 있다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 버너는 제1 방향으로 연장하는 제1 실린더, 상기 제1 방향으로 연장하고, 상기 제1 실린더의 외측에 형성되어 상기 제1 방향으로 상기 제1 실린더보다 돌출된 제2 실린더, 상기 제1 실린더의 내부에 제1 가스를 공급하는 제1 가스공급부, 상기 제1 실린더의 외부 및 제2 실린더의 내부에 제2 가스를 공급하는 제2 가스공급부, 상기 제1 실린더의 전방에 결합되어 상기 제1 방향으로 상기 제2 실린더보다 돌출된 실린더 연장부 및 상기 제2 실린더의 전방에 결합되고, 관통홀이 정의된 혼합부를 포함하되, 상기 실린더 연장부의 일단은 상기 혼합부의 상기 관통홀 상에 배치된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 실린더 및 실린더 연장부의 내주면에 의해 정의되어 상기 제1 가스가 유동할 수 있는 경로를 제공하는 제1 유로 및 상기 제1 실린더의 외주면과 상기 제2 실린더의 내주면 및 상기 실린더 연장부의 외주면과 상기 혼합부의 내주면에 의해 정의되어 상기 제2 가스가 유동할 수 있는 경로를 제공하는 제2 유로가 정의되며, 상기 제1 유로 상에 배치되는 제1 선회부재 및 상기 제2 유로 상에 배치되는 제2 선회부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 실린더와 상기 실린더 연장부 사이에 배치되어 상기 제1 실린더와 상기 실린더 연장부를 결합하는 제1 체결부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 선회부재의 적어도 일부는 상기 실린더 연장부 내부에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 실린더 연장부는 상기 실린더 연장부의 내주면으로부터 외주면을 향하여 함몰되고 상기 제1 방향으로 연장하는 함몰부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 실린더와 상기 혼합부 사이에 배치되어 상기 제2 실린더와 상기 혼합부를 결합하는 제2 체결부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 선회부재의 적어도 일부는 상기 혼합부 내부에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 선회부재와 상기 제1 실린더 또는 상기 실린더 연장부를 결합하는 제3 체결부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 선회부재와 상기 제2 실린더 또는 상기 혼합부를 결합하는 제4 체결부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 선회부재와 상기 제2 선회부재는 상기 제1 방향을 기준으로 중첩하게 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 관통홀은, 상기 제1 방향으로 갈수록 단면의 크기가 감소하는 제1 부분 및 상기 제1 부분으로부터 연장되고 상기 제1 방향으로 갈수록 단면의 크기가 증가하는 제2 부분을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 실린더 연장부의 일측은 상기 제1 부분에 배치되고, 상기 실린더 연장부의 일단부는 상기 제1 부분과 상기 제2 부분의 경계에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 가스공급부와 상기 제1 실린더 사이에 배치되어 상기 제1 가스공급부와 상기 제1 실린더를 결합하는 제5 체결부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 가스공급부와 상기 제2 실린더 사이에 배치되어 상기 제2 가스공급부와 상기 제2 실린더를 결합하는 제6 체결부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 유로 상에 배치되어 상기 제2 가스의 유동을 안정화시키는 유동안정화부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기로는 용해로 및 상기 용해로에 결합된 버너를 포함하되, 상기 버너는, 제1 방향으로 연장하는 제1 실린더, 상기 제1 방향으로 연장하고, 상기 제1 실린더의 외측에 형성되어 상기 제1 방향으로 상기 제1 실린더보다 돌출된 제2 실린더, 상기 제1 실린더의 내부에 제1 가스를 공급하는 제1 가스공급부, 상기 제1 실린더의 외부 및 제2 실린더의 내부에 제2 가스를 공급하는 제2 가스공급부, 상기 제1 실린더의 전방에 결합되어 상기 제1 방향으로 상기 제2 실린더보다 돌출된 실린더 연장부 및 상기 제2 실린더의 전방에 결합되고, 관통홀이 정의된 혼합부를 포함하되, 상기 실린더 연장부의 일단은 상기 혼합부의 상기 관통홀 상에 배치된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 실린더와 상기 실린더 연장부 사이에 배치되어 상기 제1 실린더와 상기 실린더 연장부를 결합하는 제1 체결부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 실린더와 상기 혼합부 사이에 배치되어 상기 제2 실린더와 상기 혼합부를 결합하는 제2 체결부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 버너는 상기 제1 실린더 및 실린더 연장부의 내주면에 의해 정의되어 상기 제1 가스가 유동할 수 있는 경로를 제공하는 제1 유로 및 상기 제1 실린더의 외주면과 상기 제2 실린더의 내주면 및 상기 실린더 연장부의 외주면과 상기 혼합부의 내주면에 의해 정의되어 상기 제2 가스가 유동할 수 있는 경로를 제공하는 제2 유로가 정의되며, 상기 제1 유로 상에 배치되는 제1 선회부재 및 상기 제2 유로 상에 배치되는 제2 선회부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 선회부재의 적어도 일부는 상기 실린더 연장부 내부에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 선회부재의 적어도 일부는 상기 혼합부 내부에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 관통홀은 상기 제1 방향으로 갈수록 단면의 크기가 감소하는 제1 부분 및 상기 제1 부분으로부터 연장되고 상기 제1 방향으로 갈수록 단면의 크기가 증가하는 제2 부분을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 부품의 교체가 용이하며 부품의 파손 시 교체 비용을 최소화할 수 있는 버너 및 이를 포함하는 전기로를 제공할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기로의 단면을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 버너의 조립된 모습을 도시하는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 버너의 분해 사시도이다.
도 4는 도 2에서 A-A′ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 실린더 연장부와 제1 선회부재의 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 버너의 분해 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 버너의 분해 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 버너의 단면도이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소(또는 영역, 층, 부분 등)가 다른 구성요소 "상에 있다", "연결된다", 또는 "결합된다"고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 배치/연결/결합될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 구성요소가 배치될 수도 있다는 것을 의미한다.
동일한 도면부호는 동일한 구성요소를 지칭한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께, 비율, 및 치수는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
"및/또는"은 연관된 구성들이 정의할 수 있는 하나 이상의 조합을 모두 포함한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
또한, "아래에", "하측에", "위에", "상측에" 등의 용어는 도면에 도시된 구성들의 연관관계를 설명하기 위해 사용된다. 상기 용어들은 상대적인 개념으로, 도면에 표시된 방향을 기준으로 설명된다.
다르게 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 용어 (기술 용어 및 과학 용어 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에서 정의된 용어와 같은 용어는 관련 기술의 맥락에서 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하고, 이상적인 또는 지나치게 형식적인 의미로 해석되지 않는 한, 명시적으로 여기에서 정의된다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하에서는, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 보다 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기로의 단면을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 전기로(1000)는 내부에 원료(M)를 수용하고, 전기에너지를 이용하여 원료(M)를 가열, 용융할 수 있다. 원료(M)는 금속이나 합금, 직접환원철(DRI), 광석 기반 철원(OBM's: Ore Based Materials), 및 저입도 스크랩(Scrap) 등에서 선택된 적어도 어느 하나로 구성될 수 있다.
전기로(1000)는 용해로(100), 교류 전극 부재(200), 및 버너(300)를 포함할 수 있다.
용해로(100)는 수용 부재(110) 및 덮개 부재(120)를 포함할 수 있다. 수용 부재(110)는 원료(M)를 수용하며, 수용된 원료(M)는 수용 부재(110) 내에서 가열될 수 있다.
수용 부재(110)는 고온 환경에서도 파손되지 않도록 내열, 내화 소재의 금속 재질을 포함하여 이루어질 수 있다. 수용 부재(110)는 원료(M)가 수용 부재(110) 내부로 장입 가능하게 하는 개구부(111)를 마련할 수 있다.
도 1은 수용 부재(110) 내부에 원료(M)가 수용된 경우를 도시한다. 수용 부재(110) 내부에는 원료(M)가 수용될 수 있다. 원료(M)가 용융되는 경우, 용강이 제조될 수 있으며, 용강의 상부에는 슬래그가 형성될 수 있다.
덮개 부재(120)는 개구부(111)를 개폐한다. 덮개 부재(120)는 수용 부재(110)의 상측에서 위치하며, 개구부(111)를 덮는 형상으로 구비될 수 있다.
덮개 부재(120)는 고온 환경에서도 파손되지 않도록 내열, 내화 소재의 금속 재질을 포함하여 이루어질 수 있다. 덮개 부재(120)는 수용 부재(110)와 동일한 소재로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
교류 전극 부재(200)는 전기로(1000)의 상부에 배치될 수 있다. 교류 전극 부재(200)는 덮개 부재(120)에 구비될 수 있다. 교류 전극 부재(200)는 일측이 용해로(100)의 외측에 배치되며, 타측이 용해로(100)의 내측에 배치될 수 있다.
교류 전극 부재(200)는 수용 부재(110) 내에 장입된 원료(M)에 전기에너지를 가할 수 있다. 교류 전극 부재(200)에 의해 가해진 전기에너지를 통해, 수용 부재(110) 내의 원료(M)가 용융될 수 있다.
이에 제한되는 것은 아니지만, 예를 들어, 교류 전극 부재(200)는 교류 전극 부재(200)와 장입된 원료(M) 사이에 아크(Arc)가 발생되도록 하여, 장입된 원료(M)를 용융시킬 수 있다.
교류 전극 부재(200)는 제1 교류 전극봉(210), 제2 교류 전극봉(220) 및 제3 교류 전극봉(230)을 포함할 수 있다. 제1 교류 전극봉(210), 제2 교류 전극봉(220) 및 제3 교류 전극봉(230)을 통해, 교류 전극 부재(200)에는 3상 교류가 인가될 수 있다.
제1 교류 전극봉(210), 제2 교류 전극봉(220) 및 제3 교류 전극봉(230) 각각이 3상 교류를 제공할 수 있도록 전기에너지를 공급하는 전원(미도시)과 연결될 수 있다.
버너(300)는 연료와 산화제를 불어넣어 전기로 내부로 화염을 공급함으로써, 원료(M)의 용융 작업을 보조할 수 있다. 다시 말해서, 고정된 교류 전극 부재(200)에 의해 발생된 열뿐만 아니라 버너(300)에 의해 공급된 화염에 의해 원료(M)의 용융 시간이 단축될 수 있다.
또한, 교류 전극 부재(200)에 의해 발생된 열이 차마 도달하지 못한 영역에 위치하는 원료(M)는 버너(300)에 의해 예열 및 용융이 이루어질 수 있어, 원료(M)의 전체 용융 시간이 단축될 수 있다.
버너(300)에 대해 보다 자세히 설명하기 위해, 도 2 내지 도 5가 참조된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 버너의 조립된 모습을 도시하는 사시도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 버너의 분해 사시도이다. 도 4는 도 2에서 A-A′ 선을 따라 자른 단면도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 실린더 연장부와 제1 선회부재의 분해 사시도이다. 도 5의 경우 설명상의 편의를 위해 실린더 연장부 및 제1 선회부재를 제외한 나머지 구성은 생략하였다.
도 2 내지 도 5를 더 참조하면, 버너(300)는 제1 실린더(310), 제2 실린더(320), 제1 가스공급부(330), 제2 가스공급부(340), 실린더 연장부(350), 혼합부(360), 제1 선회부재(370) 및 제2 선회부재(380)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 실린더(310) 및 제2 실린더(320)는 제1 방향(DR1)으로 연장될 수 있다. 제1 실린더(310) 및 제2 실린더(320)는 내부가 중공으로 이루어져, 제1 가스(1) 및 제2 가스(2)가 유동하는 경로를 제공할 수 있다.
이하에서 제1 실린더(310) 및 제2 실린더(320)는 내부가 중공으로 이루어지는 원통형의 형상으로 설명하나, 이에 제한되는 것은 아니며 제1 가스(1) 및 제2 가스(2)가 유동하는 경로를 제공할 수 있다면 어느 것이든 상관없다.
제1 가스(1)는 산화제를 포함할 수 있다. 예컨대, 제1 가스(1)는 산소(O2) 가스를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
제2 가스(2)는 연료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 가스(2)는 천연 가스(LNG, Liquefied natural gas), 수소 가스(H2), 코크스로 가스(COG) 및 암모니아(NH3) 가스 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
제1 가스(1)와 제2 가스(2)는 별개의 경로를 통해 유동할 수 있다. 이를 위해, 제1 실린더(310)는 제2 실린더(320)의 내부에 배치될 수 있다. 즉, 제2 실린더(320)는 제1 실린더(310)의 외측에 형성될 수 있다. 이하에서는 제1 실린더(310)와 제2 실린더(320)가 동일한 중심축(AX)을 가지는 것으로 설명하나, 이에 제한되는 것은 아니다.
*제2 실린더(320)가 제1 실린더(310)의 외측에 형성됨으로써, 제1 실린더(310) 내측에 제1 가스(1)가 유동하고, 제1 실린더(310)의 외주면 및 제2 실린더(320)의 내주면 사이에서 제2 가스(2)가 유동할 수 있다.
제1 가스(1)와 제2 가스(2)가 별개의 경로를 통해 유동하는 경우, 제1 가스(1)와 제2 가스(2)가 설계된 혼합 지점이 아닌 제1 실린더(310) 또는 제2 실린더(320) 내부에서 먼저 혼합되어 연소되는 것을 억제 또는 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제2 실린더(320)는 제1 실린더(310)보다 제1 방향(DR1)으로 돌출될 수 있다. 제2 실린더(320)가 제1 실린더(310)보다 돌출됨으로써, 제1 선회부재(370)와 제2 선회부재(380)가 중첩되는 위치에 배치될 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 후술하도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 가스공급부(330)는 일단이 제1 실린더(310)와 연통될 수 있다. 제1 실린더(310)는 제1 가스공급부(330)를 통해 제1 가스(1)를 제공받을 수 있다. 제공받은 제1 가스(1)는 제1 방향(DR1)을 따라 제1 실린더(310) 내부에서 유동할 수 있다.
제1 가스공급부(330)는 제1 방향(DR1)을 기준으로 제1 실린더(310)의 후방에 배치될 수 있다. 예컨대, 제1 실린더(310)의 후방 끝단에 제1 가스공급부(330)가 배치되어, 제1 실린더(310)와 결합될 수 있다. 다만 이에 제한되는 것은 아니며, 제1 실린더(310) 내부에 제1 가스(1)를 공급할 수 있다면 어느 것이든 상관없다.
제1 가스공급부(330)가 제1 실린더(310)의 후방 끝단에 배치되는 경우, 제1 가스(1)가 제1 실린더(310)에서 제1 방향(DR1)으로 유동하는 것이 보다 원활할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제2 가스공급부(340)는 일단이 제2 실린더(320)와 연통될 수 있다. 제2 실린더(320)는 제2 가스공급부(340)를 통해 제2 가스(2)를 제공받을 수 있다. 제공받은 제2 가스(2)는 제1 방향(DR1)을 따라 제2 실린더(320) 내부에서 유동할 수 있다.
제2 가스공급부(340)는 제1 방향(DR1)을 기준으로 제2 실린더(320)의 후방에 배치될 수 있다. 예컨대, 제2 실린더(320)는 제1 방향(DR1)을 기준으로 후방에 위치한 측벽에 관통홀(HTH)이 정의되어, 제2 실린더(320)는 관통홀(HTH)을 통해 제2 가스공급부(340)로부터 제2 가스(2)를 공급받을 수 있다.
제2 가스공급부(340)가 측벽 관통홀(HTH)을 통해 제2 실린더(320)와 연통되는 경우, 제1 가스공급부(330)와 제2 가스공급부(340)의 배치가 보다 용이할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 관통홀(HTH)은 복수 개로 형성될 수 있다. 다시 말해서, 제2 실린더(320)는 복수 개의 제2 가스공급부(340)를 통해 제2 가스(2)를 공급받을 수 있다.
복수 개의 제2 가스공급부(340)를 통해 제2 실린더(320)에 제2 가스(2)가 공급됨으로써, 제2 가스(2)가 제2 실린더(320)의 어느 한쪽에 편향되어 공급되는 것을 억제 또는 방지할 수 있다.
나아가 버너(300)의 주변에 전기로 냉각설비(미도시)와 같은 추가적인 부재가 배치되는 경우, 추가적인 부재와 중첩되지 않도록 배치하면서도 제2 실린더(320)에 제2 가스(2)를 보다 원활히 공급할 수 있다.
다만 이에 제한되는 것은 아니며, 제2 가스공급부(340)가 제2 실린더(320) 내부에 제2 가스(2)를 공급할 수 있는 구조라면 어느 것이든 상관없다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 실린더 연장부(350)는 제1 실린더(310)의 전방, 즉 제1 방향(DR1)에 배치되어 제1 실린더(310)와 결합될 수 있다.
실린더 연장부(350)는 제1 실린더(310)로부터 제1 가스(1)를 공급받을 수 있다. 실린더 연장부(350)는 제1 가스(1)가 혼합부(360)로 배출되는 경로를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 실린더 연장부(350)는 제2 실린더(320)보다 제1 방향(DR1)으로 돌출될 수 있다.
이를 통해, 실린더 연장부(350)에서 배출되는 제1 가스(1)와 혼합부(360)의 제1 부분(362)에 의해 중심축(AX)의 방향으로 모이는 제2 가스(2)가 혼합부(360)의 내부에서 원활히 혼합될 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 후술하도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 실린더(310)와 실린더 연장부(350)는 제1 유로(10)를 구성할 수 있다. 즉, 제1 유로(10)는 제1 실린더(310) 및 실린더 연장부(350)의 내주면에 의해 정의될 수 있다. 제1 유로(10)는 제1 가스(1)가 유동하는 경로를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 실린더 연장부(350)는 제1 체결부(351)를 포함할 수 있다. 제1 체결부(351)는 실린더 연장부(350)의 끝단에 배치되어, 제1 실린더(310)와 결합될 수 있다.
*즉, 제1 실린더(310)와 실린더 연장부(350) 사이에 제1 체결부(351)가 배치되어, 제1 체결부(351)를 통해 제1 실린더(310)와 실린더 연장부(350)가 결합될 수 있다.
제1 실린더(310)와 실린더 연장부(350)는 분리가 가능한 구조로 결합될 수 있다. 즉, 제1 실린더(310)와 실린더 연장부(350)를 결합하는 제1 체결부(351)는 결합과 분리가 용이한 구조일 수 있다.
예컨대, 제1 체결부(351)는 세트 스크류(set screw) 방식으로 제1 실린더(310)와 실린더 연장부(350)를 결합시킬 수 있다. 예컨대, 제1 체결부(351)는 무두 볼트를 포함하여, 제1 실린더(310)와 실린더 연장부(350)를 볼트 결합시킬 수 있다.
제1 체결부(351)가 세트 스크류 방식으로 제1 실린더(310)와 실린더 연장부(350)를 결합시키는 경우, 제1 체결부(351)가 제1 유로(10) 내부에서 유동하는 제1 가스(1)와 제1 실린더(310) 및 실린더 연장부(350)의 외부에서 유동하는 제2 가스(2)에 영향을 주는 것을 최소화할 수 있다.
즉, 무두(無頭) 볼트에 의해 제1 실린더(310)와 실린더 연장부(350)가 체결됨으로써, 제1 실린더(310) 및 실린더 연장부(350)의 외주면 또는 내주면에 요철부가 형성되는 것을 최소화할 수 있고, 이에 의해 제1 가스(1) 및 제2 가스(2)의 유동이 변동하는 것을 억제 또는 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 혼합부(360)는 제1 방향(DR1)을 기준으로 제2 실린더(320)의 전방에 결합되어 관통홀(H)이 정의될 수 있다.
혼합부(360)는 제2 실린더(320)로부터 제2 가스(2)를 공급받아, 내부에 제2 가스(2)가 유동하는 공간을 제공할 수 있다.
혼합부(360)는 실린더 연장부(350)보다 제1 방향(DR1)으로 돌출될 수 있다. 즉, 실린더 연장부(350)의 일단은 혼합부(360)의 관통홀(H) 상에 배치될 수 있다.
이를 통해, 혼합부(360)는 실린더 연장부(350)로부터 제1 가스(1)를 공급받아, 제1 가스(1)와 제2 가스(2)가 혼합되는 공간을 제공할 수 있다.
혼합된 제1 가스(1)와 제2 가스(2)에 의해, 혼합부(360) 내부에서 연소 화염이 형성될 수 있다. 형성된 연소 화염은 관통홀(H)을 통해 버너(300)의 외부로 분사될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 실린더(310), 제2 실린더(320), 실린더 연장부(350) 및 혼합부(360)는 제2 유로(20)를 구성할 수 있다. 즉, 제2 유로(20)는 제1 실린더(310)의 외주면과 제2 실린더(320)의 내주면 및 실린더 연장부(350)의 외주면과 혼합부(360)의 내주면에 의해 정의될 수 있다. 제2 유로(20)는 제2 가스(2)가 유동하는 경로를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 혼합부(360)는 제2 체결부(361)를 포함할 수 있다. 제2 체결부(361)는 혼합부(360)의 끝단에 배치되어, 제2 실린더(320)와 결합될 수 있다.
즉, 제2 실린더(320)와 혼합부(360) 사이에 제2 체결부(361)가 배치되어, 제2 체결부(361)를 통해 제2 실린더(320)와 혼합부(360)가 결합될 수 있다.
제2 실린더(320)와 혼합부(360)는 분리가 가능한 구조로 결합될 수 있다. 즉, 제2 실린더(320)와 혼합부(360)를 결합하는 제2 체결부(361)는 결합과 분리가 용이한 구조일 수 있다.
예컨대, 제2 체결부(361)는 플랜지(Flange) 방식으로 제2 실린더(320)와 혼합부(360)를 결합시킬 수 있다. 도 3과 같이, 제2 실린더(320)는 플랜지부(321)를 포함하고, 혼합부(360)는 플랜지 형상의 제2 체결부(361)를 포함하여, 플랜지부(321)와 제2 체결부(361)의 체결을 통해 제2 실린더(320)와 혼합부(360)가 결합될 수 있다.
제2 체결부(361)가 플랜지 방식으로 제2 실린더(320)와 혼합부(360)를 결합시키는 경우, 제2 체결부(361)가 제2 실린더(320) 및 혼합부(360)의 내부에서 유동하는 제2 가스(2)의 유동에 영향을 주는 것을 최소화할 수 있다.
다만 이에 제한되는 것은 아니며, 제2 실린더(320)와 혼합부(360)가 결합 및 분리가 가능한 구조라면 제2 체결부(361)는 다른 방식이어도 상관없다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 혼합부(360)는 제1 방향(DR1)으로 갈수록 단면의 크기가 감소하는 제1 부분(362) 및 제1 방향(DR1)으로 갈수록 단면이 증가하는 제2 부분(363)을 포함할 수 있다. 여기서, 단면은 제1 방향(DR1)과 수직한 면을 기준으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 부분(362)은 제1 방향(DR1)을 기준으로 제2 체결부(361)의 전방에 배치될 수 있다. 즉, 제1 부분(362)은 제2 체결부(361)로부터 연장될 수 있다.
이에 따라, 제2 실린더(320)로부터 공급된 제2 가스(2)는 내경이 감소하는 제1 부분(362)에 의해 제1 방향(DR1)으로 유동하는 운동에너지의 일부가 중심축(AX)을 향하는 방향인 제2 방향(DR2)으로 전환될 수 있다.
다시 말해서, 제1 부분(362)에 의해 제2 가스(2)는 제1 방향(DR1)으로 유동할수록 혼합부(360)의 중심으로 모일 수 있다.
실린더 연장부(350)에서 배출된 제1 가스(1)와 제1 부분(362)을 따라 유동하는 제2 가스(2)는 혼합부(360)의 중심축(AX)에서 혼합되어, 연소 화염이 형성될 수 있다.
제2 부분(363)은 제1 방향(DR1)을 기준으로 제1 부분(362)의 전방에 배치될 수 있다. 즉, 제2 부분(363)은 제1 부분(362)으로부터 연장될 수 있다.
이에 따라, 제1 부분(362)에서 형성된 연소 화염이 제2 부분(363)의 측벽을 따라 넓게 퍼져, 배출되는 연소 화염의 폭이 증가할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 실린더 연장부(350)의 일단부는 제1 부분(362)과 제2 부분(363)의 경계에 배치될 수 있다.
즉, 제1 가스(1)와 제2 가스(2)는 제1 부분(362)을 통해 혼합부(360)의 중심축(AX)에 모이게 되어 제1 부분(362)과 제2 부분(363)의 경계면에서부터 연소 화염이 형성될 수 있고, 제2 부분(363)을 통해 형성된 연소 화염의 폭이 증가할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 선회부재(370)는 제1 유로(10) 상에 배치될 수 있다. 구체적으로, 제1 선회부재(370)의 적어도 일부는 실린더 연장부(350) 내부에 배치될 수 있다. 즉, 제1 방향(DR1)을 기준으로 제1 선회부재(370)의 전방은 제1 체결부(351)보다 전방에 위치할 수 있다.
제1 선회부재(370)가 제1 체결부(351)보다 전방에 배치되는 경우, 제1 체결부(351)를 통해 분리된 제1 유로(10)로부터 제1 선회부재(370)를 분리하는 것이 보다 용이할 수 있다.
제1 선회부재(370)는 도 3에서 도시되는 바와 같이 제3 체결부(371)를 포함할 수 있다. 제3 체결부(371)는 제1 선회부재(370)와 제1 실린더(310) 또는 실린더 연장부(350)를 결합시킬 수 있다.
이에 따라, 제1 선회부재(370)는 제1 유로(10)의 내부에 고정되어 배치될 수 있다.
제3 체결부(371)는 제1 체결부(351)와 동일하게 세트 스크류 방식으로 실린더 연장부(350)와 제1 선회부재(370)를 결합시킬 수 있다. 다만 이에 제한되는 것은 아니며, 제1 선회부재(370)는 끼워 맞춤이나 걸림턱부 등을 통해서 제1 유로(10) 내부에 고정될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 실린더 연장부(350)는 실린더 연장부(350)의 내주면으로부터 외주면을 향하여 함몰되고 제1 방향(DR1)으로 연장하는 함몰부(352)를 포함할 수 있다.
함몰부(352)는 제1 선회부재(370)가 제1 방향(DR1)으로 이동할 수 있도록 경로를 제공할 수 있다.
예컨대, 제1 선회부재(370)는 도 5와 같이 가이드부(372)를 포함할 수 있다. 가이드부(372)는 제1 선회부재(370)의 외주면으로부터 돌출되고 제1 방향(DR1)으로 연장하여, 함몰부와 대향하게 배치될 수 있다.
즉, 가이드부(372)가 함몰부(352) 상에 배치됨으로써, 제1 선회부재(370)가 원활하게 제1 방향(DR1)으로 이동할 수 있다.
제1 선회부재(370)는 복수의 제1 선회날개(373)를 포함할 수 있다. 제1 선회날개(373)는 회전을 통해 제1 가스(1)에 선회 유동을 발생시킬 수 있다.
제1 가스(1)는 제1 선회부재(370)를 통과함에 따라, 선회력이 부여될 수 있다. 이에 따라, 제1 가스(1)에 선회 유동이 발생할 수 있다.
제1 선회부재(370)를 통해 제1 가스(1)가 선회 유동하여, 제1 가스(1)와 제2 가스(2)가 보다 원활히 혼합될 수 있다. 이에 따라, 혼합부(360)에서 형성되는 연소 화염이 불완전 연소하는 것을 억제 또는 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제2 선회부재(380)는 제2 유로(20) 내부에 배치될 수 있다. 구체적으로, 제2 선회부재(380)의 적어도 일부는 혼합부(360) 내부에 배치될 수 있다. 즉, 제1 방향(DR1)을 기준으로 제2 선회부재(380)의 전방은 제2 체결부(361)보다 전방에 위치할 수 있다.
제2 선회부재(380)가 제2 체결부(361)보다 전방에 배치되는 경우, 제2 체결부(361)를 통해 분리된 제2 유로(20)로부터 제2 선회부재(380)를 분리하는 것이 보다 용이할 수 있다.
제2 선회부재(380)는 도 3에서 도시되는 바와 같이 제4 체결부(381)를 포함할 수 있다. 제4 체결부(381)는 제2 선회부재(380)와 제2 실린더(320) 또는 혼합부(360)를 결합시킬 수 있다.
이에 따라, 제2 선회부재(380)는 제2 유로(20)의 내부에 고정되어 배치될 수 있다.
제4 체결부(381)는 제1 체결부(351) 및 제3 체결부(371)와 동일하게 세트 스크류 방식으로 혼합부(360)와 제2 선회부재(380)를 결합시킬 수 있다.
다만 이에 제한되는 것은 아니며, 제2 선회부재(380)는 끼워 맞춤이나 걸림턱부 등을 통해서 제2 유로(20) 내부에 고정될 수도 있다.
제2 선회부재(380)는 복수의 제2 선회날개(382)를 포함할 수 있다. 제2 선회날개(382)는 회전을 통해 제2 가스(2)에 선회 유동을 발생시킬 수 있다.
제2 가스(2)는 제2 선회부재(380)를 통과함에 따라, 선회력이 부여될 수 있다. 이에 따라, 제2 가스(2)에 선회 유동이 발생할 수 있다.
제2 선회부재(380)를 통해 제2 가스(2)가 선회 유동하여, 제1 가스(1)와 제2 가스(2)가 보다 원활히 혼합될 수 있다. 이에 따라, 혼합부(360)에서 형성되는 연소 화염이 불완전 연소하는 것을 억제 또는 방지할 수 있다.
제2 선회부재(380)는 제1 부분(362)의 단면 크기가 감소함에 따라, 제2 선회부재(380)의 일단부는 제2 체결부(361)와 제1 부분(362)의 경계에 고정될 수 있다.
다만 이에 제한되는 것은 아니며, 혼합부(360)의 내주면으로부터 외주면을 향하여 함몰되고 제1 방향(DR1)으로 연장하는 함몰부 및 제2 선회부재(380)의 외주면으로부터 돌출되고 제1 방향(DR1)으로 연장하는 가이드부를 포함할 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 버너(300)가 제1 선회부재(370) 및 제2 선회부재(380)를 포함하여 제1 가스(1)와 제2 가스(2)의 혼합이 원할하게 수행될 뿐만 아니라, 제1 체결부(351), 제2 체결부(361), 제3 체결부(371) 및 제4 체결부(381)를 통해 버너(300) 부품 간의 결합 및 분리가 용이할 수 있다.
이를 통해, 버너(300)의 일부가 파손 등에 의하여 정상적으로 기능하지 못할 경우, 버너(300) 전체를 교체하는 것이 아니라 파손된 부품만을 교체함으로써 비용 발생이 최소화될 수 있다.
또한, 버너(300)에서 발생하는 연소 화염의 크기 및 형상을 변경하고자 하는 경우 혼합부(360), 제1 선회부재(370) 및 제2 선회부재(380) 중 적어도 어느 하나를 선택적으로 교체함으로써 교체 비용이 최소될 수 있다.
이하에서, 다른 실시예들에 대해 설명한다. 이하의 실시예에서, 이미 설명한 실시예와 동일한 구성에 대해서는 그 설명을 생략하거나 간략화하며, 차이점을 위주로 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 버너의 분해 사시도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 버너(300_1)는 제5 체결부(331_1) 및 제6 체결부(341_1)를 더 포함한다는 점에서, 도 1 내지 도 5의 실시예와 차이가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 가스공급부(330_1)는 제5 체결부(331_1)를 포함할 수 있다. 제5 체결부(331_1)는 제1 실린더(310_1)와 제1 가스공급부(330_1) 사이에 배치되어, 제1 실린더(310_1)와 제1 가스공급부(330_1)를 결합시킬 수 있다. 즉, 제1 가스공급부(330_1)는 제5 체결부(331_1)를 통해 제1 실린더(310_1)와 결합될 수 있다.
제1 실린더(310_1)와 제1 가스공급부(330_1)는 분리가 가능한 구조로 결합될 수 있다. 즉, 제1 실린더(310_1)와 제1 가스공급부(330_1)를 결합하는 제5 체결부(331_1)는 결합과 분리가 용이한 구조일 수 있다.
예컨대, 제5 체결부(331_1)는 플랜지(Flange) 방식으로 제1 실린더(310_1)와 제1 가스공급부(330_1)를 결합시킬 수 있다. 제1 실린더(310_1)의 측벽 끝단은 제1 나사산부(311_1)를 포함하고, 제1 가스공급부(330_1)는 플랜지 형상의 제5 체결부(331_1)를 포함하여, 제1 나사산부(311_1)와 제5 체결부(331_1)의 체결을 통해 제1 실린더(310_1)와 제1 가스공급부(330_1)가 결합될 수 있다.
제5 체결부(331_1)가 플랜지 방식으로 제1 실린더(310_1)와 제1 가스공급부(330_1)를 결합시키는 경우, 제5 체결부(331_1)가 제1 실린더(310) 내부에서 유동하는 제1 가스(1)의 유동에 영향을 주는 것을 최소화할 수 있다.
다만 이에 제한되는 것은 아니며, 제1 실린더(310_1)와 제1 가스공급부(330_1)가 결합 및 분리가 가능한 구조라면 제5 체결부는 다른 방식이어도 상관없다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제2 가스공급부(340_1)는 제6 체결부(341_1)를 포함할 수 있다. 제6 체결부(341_1)는 제2 실린더(320_1)와 제2 가스공급부(340_1) 사이에 배치되어, 제2 실린더(320_1)와 제2 가스공급부(340_1)를 결합시킬 수 있다. 즉, 제2 가스공급부(340_1)는 제6 체결부(341_1)를 통해 제2 실린더(320_1)와 결합될 수 있다.
제2 실린더(320_1)와 제2 가스공급부(340_1)는 분리가 가능한 구조로 결합될 수 있다. 즉, 제2 실린더(320_1)와 제2 가스공급부(340_1)를 결합하는 제6 체결부(341_1)는 결합과 분리가 용이한 구조일 수 있다.
예컨대, 제6 체결부(341_1)는 플랜지(Flange) 방식으로 제2 실린더(320_1)와 제2 가스공급부(340_1)를 결합시킬 수 있다. 도 6과 같이, 제2 실린더(320_1)의 측벽에 제2 나사산부(322_1)를 포함하고, 제2 가스공급부(340_1)는 플랜지 형상의 제6 체결부(341_1)를 포함하여, 제2 나사산부(322_1)와 제6 체결부(341_1)의 체결을 통해 제2 실린더(320_1)와 제2 가스공급부(340_1)가 결합될 수 있다.
제6 체결부(341_1)가 플랜지 방식으로 제2 실린더(320_1)와 제2 가스공급부(340_1)를 결합시키는 경우, 제6 체결부(341_1)가 제2 실린더(320) 내부에서 유동하는 제2 가스(2)의 유동에 영향을 주는 것을 최소화할 수 있다.
다만 이에 제한되는 것은 아니며, 제2 실린더(320_1)와 제2 가스공급부(340_1)가 결합 및 분리가 가능한 구조라면 다른 방식이어도 상관없다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 실린더(310_1)가 제5 체결부(331_1)를 통해 제1 가스공급부(330_1)와 결합되고, 제2 실린더(320_1)가 제6 체결부(341_1)를 통해 제2 가스공급부(340_1)와 결합됨으로써, 버너(300_1) 부품의 교체가 보다 더 용이할 수 있다.
예컨대, 제1 실린더(310_1)가 파손 등에 의해 정상적으로 기능하지 못할 경우, 제1 실린더(310_1)만 교체함으로써 교체 비용이 최소화될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 버너의 분해 사시도이다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 버너의 단면도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 버너(300_2)는 유동안정화부재(390_2)를 더 포함한다는 점에서, 도 1 내지 도 6의 실시예와 차이가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 유동안정화부재(390_2)는 제2 유로(20) 상에 배치될 수 있다. 구체적으로, 유동안정화부재(390_2)는 제1 실린더(310)의 외주면과 제2 실린더(320)의 내주면에 의해 정의되는 영역에 배치될 수 있다.
유동안정화부재(390_2)는 복수 개의 홀(391_2)을 포함할 수 있다. 예컨대, 도 8에서 도시된 바와 같이 원형의 홀이 원형 패턴으로 배치될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
유동안정화부재(390_2)가 복수 개의 홀(391_2)을 포함함으로써, 제2 유로(20)에서 유동하는 제2 가스(2)가 제1 방향(DR1)으로 보다 원활하게 유동할 수 있다.
예컨대, 도 8과 같이 제2 가스공급부(340)가 제2 실린더(320)의 측벽에 배치된 경우, 제2 유로(20)에 제공된 제2 가스(2)는 불규칙적으로 유동할 수 있다.
버너(300_2)가 유동안정화부재(390_2)를 포함함으로써, 제1 방향(DR1)의 유동을 갖는 제2 가스(2)만 선택적으로 통과될 수 있다.
즉, 유동안정화부재(390_2)를 통해 제2 가스(2)가 혼합부(360)에 안정적으로 공급되어, 혼합부(360)에서 연소 화염이 불안정하게 형성되는 것을 억제 또는 방지할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
[부호의 설명]
1000: 전기로
M: 원료
100: 용해로
200: 교류 전극 부재
300: 버너
310: 제1 실린더
320: 제2 실린더
330: 제1 가스공급부
340: 제2 가스공급부
350: 실린더 연장부
360: 혼합부
370: 제1 선회부재
380: 제2 선회부재
DR1: 제1 방향
1: 제1 가스
2: 제2 가스
10: 제1 유로
20: 제2 유로

Claims (22)

  1. 제1 방향으로 연장하는 제1 실린더;
    상기 제1 방향으로 연장하고, 상기 제1 실린더의 외측에 형성되어 상기 제1 방향으로 상기 제1 실린더보다 돌출된 제2 실린더;
    상기 제1 실린더의 내부에 제1 가스를 공급하는 제1 가스공급부;
    상기 제1 실린더의 외부 및 제2 실린더의 내부에 제2 가스를 공급하는 제2 가스공급부;
    상기 제1 실린더의 전방에 결합되어 상기 제1 방향으로 상기 제2 실린더보다 돌출된 실린더 연장부; 및
    상기 제2 실린더의 전방에 결합되고, 관통홀이 정의된 혼합부;
    를 포함하되,
    상기 실린더 연장부의 일단은 상기 혼합부의 상기 관통홀 상에 배치되는,
    버너.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 실린더 및 실린더 연장부의 내주면에 의해 정의되어 상기 제1 가스가 유동할 수 있는 경로를 제공하는 제1 유로; 및
    상기 제1 실린더의 외주면과 상기 제2 실린더의 내주면 및 상기 실린더 연장부의 외주면과 상기 혼합부의 내주면에 의해 정의되어 상기 제2 가스가 유동할 수 있는 경로를 제공하는 제2 유로;
    가 정의되며,
    상기 제1 유로 상에 배치되는 제1 선회부재; 및
    상기 제2 유로 상에 배치되는 제2 선회부재;
    를 더 포함하는,
    버너.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 실린더와 상기 실린더 연장부 사이에 배치되어 상기 제1 실린더와 상기 실린더 연장부를 결합하는 제1 체결부를 더 포함하는,
    버너.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 선회부재의 적어도 일부는 상기 실린더 연장부 내부에 배치되는,
    버너.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 실린더 연장부는 상기 실린더 연장부의 내주면으로부터 외주면을 향하여 함몰되고 상기 제1 방향으로 연장하는 함몰부를 더 포함하는,
    버너.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 실린더와 상기 혼합부 사이에 배치되어 상기 제2 실린더와 상기 혼합부를 결합하는 제2 체결부를 더 포함하는,
    버너.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 제2 선회부재의 적어도 일부는 상기 혼합부 내부에 배치되는,
    버너.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 제1 선회부재와 상기 제1 실린더 또는 상기 실린더 연장부를 결합하는 제3 체결부를 더 포함하는,
    버너.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 제2 선회부재와 상기 제2 실린더 또는 상기 혼합부를 결합하는 제4 체결부를 더 포함하는,
    버너.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 제1 선회부재와 상기 제2 선회부재는 상기 제1 방향을 기준으로 중첩하게 배치되는,
    버너.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 제2 유로 상에 배치되어 상기 제2 가스의 유동을 안정화시키는 유동안정화부재를 더 포함하는,
    버너.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 관통홀은,
    상기 제1 방향으로 갈수록 단면의 크기가 감소하는 제1 부분; 및
    상기 제1 부분으로부터 연장되고 상기 제1 방향으로 갈수록 단면의 크기가 증가하는 제2 부분을 포함하는,
    버너.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 실린더 연장부의 일측은 상기 제1 부분에 배치되고,
    상기 실린더 연장부의 일단부는 상기 제1 부분과 상기 제2 부분의 경계에 배치되는,
    버너.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제1 가스공급부와 상기 제1 실린더 사이에 배치되어 상기 제1 가스공급부와 상기 제1 실린더를 결합하는 제5 체결부를 더 포함하는,
    버너.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 제2 가스공급부와 상기 제2 실린더 사이에 배치되어 상기 제2 가스공급부와 상기 제2 실린더를 결합하는 제6 체결부를 더 포함하는,
    버너.
  16. 용해로; 및
    상기 용해로에 결합된 버너를 포함하되,
    상기 버너는,
    제1 방향으로 연장하는 제1 실린더;
    상기 제1 방향으로 연장하고, 상기 제1 실린더의 외측에 형성되어 상기 제1 방향으로 상기 제1 실린더보다 돌출된 제2 실린더;
    상기 제1 실린더의 내부에 제1 가스를 공급하는 제1 가스공급부;
    상기 제1 실린더의 외부 및 제2 실린더의 내부에 제2 가스를 공급하는 제2 가스공급부;
    상기 제1 실린더의 전방에 결합되어 상기 제1 방향으로 상기 제2 실린더보다 돌출된 실린더 연장부; 및
    상기 제2 실린더의 전방에 결합되고, 관통홀이 정의된 혼합부;
    를 포함하되,
    상기 실린더 연장부의 일단은 상기 혼합부의 상기 관통홀 상에 배치되는,
    전기로.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제1 실린더와 상기 실린더 연장부 사이에 배치되어 상기 제1 실린더와 상기 실린더 연장부를 결합하는 제1 체결부를 더 포함하는,
    전기로.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 제2 실린더와 상기 혼합부 사이에 배치되어 상기 제2 실린더와 상기 혼합부를 결합하는 제2 체결부를 더 포함하는,
    전기로.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 버너는,
    상기 제1 실린더 및 실린더 연장부의 내주면에 의해 정의되어 상기 제1 가스가 유동할 수 있는 경로를 제공하는 제1 유로; 및
    상기 제1 실린더의 외주면과 상기 제2 실린더의 내주면 및 상기 실린더 연장부의 외주면과 상기 혼합부의 내주면에 의해 정의되어 상기 제2 가스가 유동할 수 있는 경로를 제공하는 제2 유로;
    가 정의되며,
    상기 제1 유로 상에 배치되는 제1 선회부재; 및
    상기 제2 유로 상에 배치되는 제2 선회부재;
    를 더 포함하는,
    전기로.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제1 선회부재의 적어도 일부는 상기 실린더 연장부 내부에 배치되는,
    전기로.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 제2 선회부재의 적어도 일부는 상기 혼합부 내부에 배치되는,
    전기로.
  22. 제16항에 있어서,
    상기 관통홀은,
    상기 제1 방향으로 갈수록 단면의 크기가 감소하는 제1 부분; 및
    상기 제1 부분으로부터 연장되고 상기 제1 방향으로 갈수록 단면의 크기가 증가하는 제2 부분을 포함하는,
    전기로.
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